净能源理论：经济发展和能源转型的新方案

文 | 闫洪硕 冯连勇

作者供职于中国石油大学（北京）经济管理学院

能源的应用能够推动社会进步，二十世纪以来，世界经济的快速发展得益于走工业化道路，得益于化石能源的大量使用。而随着全球能源生产的放缓和气候环境的变化，过去的能源消费模式已经不能满足社会发展的需要，世界各国都要建立清洁、低碳和高效的能源结构，因此传统的能源经济理论已经不再适用于新的时代。

与此同时，净能源理论正在兴起，关于这方面的研究变得越来越多，已经能够通过该理论来分析经济发展和能源转型问题。

传统经济理论的解释乏力

传统经济学家在研究经济增长问题时一直将资本和劳动力作为主要的投入要素，并没有考虑能源的影响作用。然而，Reiner Kummel在研究商品经济在二战之后的德国、美国和日本的运行情况后发现：与资本和劳动力相比，能源对于经济增长的解释力度更大。而传统的能源经济学仅仅侧重于从能源消费量和价格方面进行能源与经济关系的研究。

在能源消费研究中，一个潜在假设就是能源的使用是不需要考虑成本和影响的，然而自然资源的总量是有限的，不断的开采和使用终究会导致能源的产量变少，带来成本的上升和环境恶化等问题。尽管有一些经济学家意识到了这一点，但他们所做的研究也仅仅是通过历史的数据来预测能源的产量，无法为能源与经济增长提供新的研究途径。

如今化石能源生产放缓，环境气候问题越来越严峻，只适用于能源供应充足，开采成本和环境治理成本较低情况下的传统理论不再适用于未来的研究分析。能源成本的增加和新能源的应用等问题都在提醒人们要寻找一种新的分析方法应用到能源与经济增长的研究中去，由此产生了净能源理论。

能源是一种特殊的商品，在能源生产的过程中就要消耗一定的能源，真正供应于社会经济发展的能源称之为净能源。如果把所有的经济价值都通过能源来表现，那么能源产量、消费量和价格仅仅反映了使用能源的种类和数量，并没有反映出能源的成本，即获得一定量的应用能源需要多少的能源投入。

随着能源可采储量的减少，开采难度的加大和技术发展速度的放缓，能源成本（投入到能源生产中的能源）将会增加，流向经济社会的净能源产出将会减少，从而不利于社会经济的发展。因此考虑到能源供给侧的变化，未来在研究经济发展时应该着重考虑净能源的影响。

目前针对净能源的研究主要是通过净能源产出和能源投入回报（EROI）来进行的。净能源产出是从数量的角度来研究净能源，表示为能源总产出减去能源投入，其中能源投入包括直接投入（柴油、电力）和间接投入（设备、劳动力）。这一概念以货币转化能源为前提，认为所有的经济活动背后都存在着能源的流通，主要表示能够真正用于人类社会活动的能源量；能源投入回报（EROI）则用于评价某种能源的净能源生产效率，表示为能源产出与能源投入的比值，即为了获得1个单位量的能源产出所必需的能源投入，反映了能源的生产效率问题，是净能源分析的必要环节。

净能源理论下的经济发展和能源转型

Willem P.Nel（约翰内斯堡大学能源研究所）在研究净能源产出对经济增长的作用时，用能源投入替代了其他要素，认为资本投入的背后其实就是能源消耗，而能源的使用又可以代替劳动力，因此可以将其他变量分解为净能源要素，直观地表明了净能源产出和EROI对经济增长具有重要影响。除了影响经济增长以外，净能源对于社会进步、人民生活质量的提升都有着有重要的影响。与马斯洛需求理论相似，生产的净能源首先满足人类生存的生理需求，接着才会满足医疗、教育、艺术等精神需求，因此只有保持较高的EROI水平，才能拥有足够的净能源产出来提升人们的生活质量和推动社会进步。

如果EROI不高，想要产生足够的净能源就需要耗费大量的能源投入。能源投入包括直接能源投入和间接能源投入，可以换算为属于经济维度的能源支出。能源支出与经济发展的关系，和税收理论的拉弗曲线相似，原因是在目前以化石能源为主的能源结构中，EROI呈现出先上升后下降的变化趋势并且能源存储量是不断减小的，在EROI上升的过程中，能源投入与净能源产出之间存在规模报酬递增的关系，由于净能源的生产效率提高并且能源储量丰富，所投入的能源获得的产出增加比例是大于能源投入增加的；而随着EROI的降低和能源储量的减少，生产的难度加大并且需要的能源投入也越来越多，此时能源投入与净能源产出之间的关系逐渐变为规模报酬递减，随着能源支出的不断增加，当突破临界点时就会阻碍经济的发展。

因此，想要实现经济的发展，从净能源的角度来说要保证有足够的净能源产出和较高的EROI，能够将能源支出限制在一定的范围内来避免其对经济发展的阻碍。

首先，从净能源生产效率（EROI）的角度来看，可再生能源EROI是否能满足经济发展的需要，也就是说，提高可再生能源在总能源中的比例，是否会增加能源支出从而阻碍经济发展？

其次，从净能源产出的角度来看，随着能源转型的不断推进，化石能源的使用量将会减少，可再生能源能否具有足够的净能源供应潜力？

由于目前的能源结构依旧以化石能源为主，所以在考虑这两个问题时需要从化石能源和非化石能源两个方面综合分析。一方面，我们可以分析化石能源在过去几十年间的EROI、能源支出的变化，根据变化趋势以及不断变化的技术水平、资源条件等因素来预测未来化石能源的EROI和能源支出变化情况；另一方面，我们要评估非化石能源的净能源供应潜力，根据技术发展水平和资源量等因素来预测非化石能源的EROI变化。在完成这两项工作以后，在非化石能源的净能源供应潜力足够的情况下，我们可以通过两类能源EROI的变化情况来确定使用两类能源的最佳比例，由此为解决能源转型过程中经济发展的问题提供解决方法。